(57)【要約】【課題】  経口による食物摂取に対する血糖値の変化を予測する方法を提供すること。【解決手段】  体内での食物消化機構と血糖代謝機構の各機構において、食物消化機構を、物理的消化過程、化学的消化過程、グルコース吸収過程の３過程からなるものとして、各消化過程を伝達関数で表現し、血糖代謝機構を、インスリン依存型代謝とインスリン非依存型代謝からなるものとして、各代謝を伝達関数として表現し、上記伝達関数によって表現された各機構に基づく血糖値の変化を伝達関数として表現することで、食物の経口摂取による血糖値変化を予測することを特徴とする血糖値変化予測方法とする。とくに、食物消化機構の各消化過程を、１次遅れの伝達関数で表現するようにしてもよい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内での食物消化機構と血糖代謝機構の各機構において、
食物消化機構を、物理的消化過程、化学的消化過程、グルコース吸収過程の３過程からなるものとして、各消化過程を伝達関数で表現し、
血糖代謝機構を、インスリン依存型代謝とインスリン非依存型代謝からなるものとして、各代謝を伝達関数として表現し、
上記伝達関数によって表現された各機構に基づく血糖値の変化を伝達関数として表現することで、
食物の経口摂取による血糖値変化を予測することを特徴とする血糖値変化予測方法。
【請求項２】
食物消化機構の各消化過程を、１次遅れの伝達関数で表現する、請求項１に記載の血糖値変化予測方法。
【請求項３】
インスリン依存型代謝において肝臓による血糖代謝と細胞による血糖代謝との区別をせず、さらに、
肝臓からのグルコースの分泌速度とインスリン非依存型代謝速度とがそれぞれ時間に依存せず、およそ一定の血糖の分泌と消費であるとの仮定のもとに、簡易化された伝達関数で表現することで、食物の経口摂取による血糖値変化を予測する請求項１または２に記載の血糖値変化予測方法。
【請求項４】
簡易化された伝達関数が、
【数１】
2005046452.tif 000019
である（但し、Ｖ［ｓ］は、血糖値の径時変化の伝達関数、Ｍ［ｓ］は経口によるグルコースの血中吸収速度ｍ（ｔ）の伝達関数、θは体重当たりの血液量、γはインスリン分解速度定数、βはインスリン依存型グルコース代謝定数、κ1はインスリン分泌速度定数、κ2は微分型インスリン分泌定数、νaは空腹時血糖値、ν(0)は初期血糖値、ｉ(0)は初期インスリン濃度である。）、請求項３に記載の血糖値変化予測方法。
【請求項５】
経口摂取した食物に含有される種々の糖質の割合によって、食物消化機構における経口によるグルコースの血中吸収速度の伝達関数を決定する、請求項１ないし４に記載の血糖値変化予測方法。
【請求項６】
血糖値の変化を表現する伝達関数の制御パラメータが、統計的数値データによって所定の数値範囲に限定された、請求項１ないし５に記載の血糖値変化予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の体内における血糖値の変化を予測する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療の分野では生活習慣に影響を受ける病気、例えばアレルギーや糖尿病などが社会的に重要な問題となっている。これらの病気はその症例上、長期的な治療や自己の健康管理が必要であり、患者の精神的疲労は計り知れない。
【０００３】
糖尿病における工学的なアプローチとして、血糖値測定システムの簡便化や体内での血糖代謝機構の数値モデル化および制御論による解析などが行われている。
【非特許文献１】Tierney M. J., Tamada J. A., Potts R. O., Eastman R. C., Pitzer K., Ackerman N. R., and Fermi S. J., "The GlucoWatch Biographer: A Frequent, Automatic, and Non-invasive Glucose Monitor", Annals of Medicine, 32, pp.632-641, 2000
【非特許文献２】宇都宮敏男編, “生体の制御情報システム”, pp.460〜461, 朝倉書店, 東京, 1978
【非特許文献３】Asakawa N., Saito Y., Yamasaki Y., Kawamori R., and Shichiri M., "Validation of closed-loop subcutaneous insulin infusion algorithm application of subcutaneous insulin absorption kinetics", Diabetes Research, 5(4), pp.193-198, 1987
【０００４】
近年においては、ウェアラブルコンピュータとの融合を目指した血糖値調整システムとして、糖尿病患者に適量のインスリン注入を自動で行う制御システムの研究開発が盛んに行われている。
【非特許文献４】Shimoda S., Nishida K., Sakakida M., Konno Y., Ichinose K., Uehara M., Nowak T., and Shichiri M., "Closed-loop subcutaneous insulin infusion algorithm with a short-acting insulin analog for long-term clinical application of a wearable artificial endocrine pancreas", Frontiers of Medical & Biological Engineering, 8(3), pp.197-211, 1997.
【非特許文献５】Meneghini L. F., Albisser A. M., Goldberg R. B., and Mintz D. H., "An electronic case manager for diabetes control", Diabetes Care, 21(4), pp.591-596, 1998
【０００５】
ただし、これらの制御モデルでは実測された血糖値をもとに摂取に必要なインスリン量を導くことに重点が置かれている。インスリン注入の自動化は、重度の糖尿病患者にとって大変有効な手段であると考えられる。しかし、一方で、軽度の糖尿病患者または糖尿病予備群にとっては可能な限り薬品に頼らずに日々の食生活管理により自己の血糖値を調整することが重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記問題意識に基づいて、軽度の糖尿病患者および糖尿病予備群にとって最も重要な、経口による食物摂取に対する血糖値の変化を予測する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題の解決を図るため、次の手段を用いる。
即ち、体内での食物消化機構と血糖代謝機構の各機構において、食物消化機構を、物理的消化過程、化学的消化過程、グルコース吸収過程の３過程からなるものとして、各消化過程を伝達関数で表現し、血糖代謝機構を、インスリン依存型代謝とインスリン非依存型代謝からなるものとして、各代謝を伝達関数として表現し、上記伝達関数によって表現された各機構に基づく血糖値の変化を伝達関数として表現することで、食物の経口摂取による血糖値変化を予測することを特徴とする血糖値変化予測方法とする。
【０００８】
上記の食物消化機構の各消化過程を１次遅れの伝達関数で表現する血糖値変化予測方法としてもよい。
【０００９】
また、インスリン依存型代謝において肝臓による血糖代謝と細胞による血糖代謝との区別をせず、さらに、肝臓からのグルコースの分泌速度とインスリン非依存型代謝速度とがそれぞれ時間に依存せず、およそ一定の血糖の分泌と消費であるとの仮定のもとに、簡易化された伝達関数で表現することで、食物の経口摂取による血糖値変化を予測する血糖値変化予測方法でもよい。
【００１０】
上記の簡易化された伝達関数が、
【数２】
2005046452.tif 000002
である（但し、Ｖ［ｓ］は、血糖値の径時変化の伝達関数、Ｍ［ｓ］は経口によるグルコースの血中吸収速度ｍ（ｔ）の伝達関数、θは体重当たりの血液量、γはインスリン分解速度定数、βはインスリン依存型グルコース代謝定数、κ1はインスリン分泌速度定数、κ2は微分型インスリン分泌定数、νaは空腹時血糖値、ν(0)は初期血糖値、ｉ(0)は初期インスリン濃度である。）、血糖値変化予測方法としてもよい。
【００１１】
このような血糖値変化予測方法において、食物消化機構における経口によるグルコースの血中吸収速度の伝達関数を、経口摂取した食物に含有される種々の糖質の割合によって決定するようにしてもよい。
【００１２】
さらに、血糖値の変化を表現する伝達関数の制御パラメータが、統計的数値データによって所定の数値範囲に限定された血糖値予測方法でもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の血糖値変化予測方法によれば、食物摂取にともなう自己の血糖値変化の概略を予測することができ、軽度の糖尿病患者または糖尿病予備群の日常生活の食生活管理に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１ないし図７を基に、本発明の実施形態を詳述する。なお、本発明は、以下の説明に限定されるものではなく適宜設計変更可能である。また、下記に記載する実施形態が必ず最良であるとは限らない。なぜなら、本方法においては、例えば、簡易化された伝達関数を導くに当たりいくつかの仮定が考慮されており、その仮定を本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であるからである。
【００１５】
まず、食物消化機構のモデル化を行う。
食物の消化機構をモデル化するために、経口から腸管までの消化・吸収過程を３つに分けることとする。一つは食道から胃さらに腸へと食物や消化物が運搬される過程、つまり物理的消化過程である。もう一つは消化酵素などによる分解過程とし、化学的消化過程である。最後に、腸管でのグルコースの吸収過程とする。
【００１６】
＜物理的消化過程＞
食物中の将来的にグルコースへと変化するであろう糖質の単位体重当たりの摂取量をａ［ｍｇ／ｋｇ］とし、物理的消化過程にともない運搬された糖質量をｘ［ｍｇ／ｋｇ］とする。摂取量ａと運搬された量ｘとの差は残留量となるが、残留量と糖質の運搬速度が比例すると仮定する。また、χを時間に依存しない比例定数とする。このことから、
【数３】
2005046452.tif 000003
が得られる。また数３の両辺を時間微分することで食物摂取速度ｕ［ｍｇ／ｋｇ／ｈ］と物理的消化にともなう運搬速度ｆ［ｍｇ／ｋｇ／ｈ］の関係式を得ることができる。
【数４】
2005046452.tif 000004
【００１７】
＜化学的消化過程＞
単位体重当たりｂ［ｍｇ／ｋｇ］の糖質Ａが消化酵素の働きによりｙ［ｍｇ／ｋｇ］の糖質Ｂに変化するときの反応過程は一般的な化学反応の反応速度論を用いることができると考えられる。従って、酵素による消化速度と糖質量の関係は数５として表される。
【数５】
2005046452.tif 000005
また、数５の両辺を微分することで糖質Ａの量の変化速度ｆ［ｍｇ／ｋｇ／ｈ］と糖質Ｂの生成速度ｇ［ｍｇ／ｋｇ／ｈ］の関係を得ることができる。ただし、反応速度定数をγとし時間には依存しないとする。
【数６】
2005046452.tif 000006
【００１８】
＜グルコース吸収過程＞
腸管まで到達したグルコース量をｃ［ｍｇ／ｋｇ］とし、血中に吸収されたグルコース量をｚ［ｍｇ／ｋｇ］とする。血中に吸収されるグルコース量の速度が腸内と血中に存在するグルコース量の差に比例すると仮定する。ただし、比例定数をαとし時間に依存しないとする。このことから、
【数７】
2005046452.tif 000007
が得られる。数７の両辺を時間微分することで腸管でのグルコース量の変化速度ｇ［ｍｇ／ｋｇ／ｈ］と血中へのグルコースの吸収速度ｍ［ｍｇ／ｋｇ／ｈ］の関係を得ることができる。
【数８】
2005046452.tif 000008
【００１９】
このようにして、上記各３過程は類似の一次遅れの伝達関数として表現できる。ただし以下において、時刻ｔ＝０では、食物を摂取していない（ｆ（０）＝０）、糖質を摂取していない（ｇ（０）＝０）、腸管にグルコースが存在しない（ｍ（０）＝０）と仮定している。また、以下では摂取する糖質として、グルコース、砂糖に代表される二糖類、でんぷん類に代表される多糖類に注目する。
【００２０】
図１に先の各３過程を基にした食物消化モデルのブロック線図を示す。また、図２に食物消化モデルのブロック線図で使用した記号の内容とその単位を示す。ブロック線図中のｕ（ｔ）、ｆ（ｔ）、ｇ（ｔ）、ｍ（ｔ）は、それぞれ時刻ｔでの経口、物理的消化後、化学的消化後、腸管吸収の糖質量変化の速度関数である。また、Ｕ（ｓ）はｕ（ｔ）の伝達関数、Ｍ（ｓ）はｍ（ｔ）の伝達関数である。Ｕ（ｓ）とＫn（ｎ＝０、１、２）の積は経口により摂取されるグルコース、二糖類、多糖類のそれぞれの摂取速度を意味する。
【００２１】
各糖質は上記物理的消化過程により体内に徐々に運搬される。ただし、各糖質では物理的消化過程の時定数が異なると考えられ、図１および図２に示すように１／ｘn（ｎ＝０、１、２）を各糖質の物理的消化の時定数とする。多糖類に比較して二糖類は速やかに腸管に到達すると考えられ、１／ｘ1＜１／ｘ2と予測される。物理的消化過程では糖質の組成変化、例えば二糖類からグルコースへの変化などは起こらないと考えている。つまり、ブロック軸の中でグルコース、二糖類、多糖類の物理的消化後の糖質量速度関数ｆ（ｔ）は各種類の糖質量の変化速度となる。
【００２２】
さらに、上記化学的消化過程によりそれぞれの糖質は酵素により分解され、血中に取り込まれる直前の糖質としてのグルコースへと変化する。経口で取り込まれたグルコースの場合、経口および物理的消化後に化学的消化は起きないとする。
【００２３】
二糖類は経口および物理的消化後に、例えばグルコアミラーゼなどの酵素によりグルコースへと変化すると考えられる。この化学消化過程は酵素による消化過程の伝達関数の作用として扱うことができ、その糖質分解の時定数を図１および図２に示すように１／Ｃ1,1とする。
【００２４】
多糖類も同様に経口および物理的消化後に化学的消化過程によりグルコースへと変化するが、多糖類から二糖類に分解する酵素（例えばαアミラーゼ）と二糖類からグルコースへと分解する酵素（例えばグルコアミラーゼ）の作用が必要となる。よって、図１のブロック線図に示すように化学的消化過程ではそれぞれの図２に示す時定数を１／Ｃ2,1、１／Ｃ2,2とした２つの直列した伝達関数の作用が必要であると考えられる。ただし、化学的消化過程での酵素の働きとしてＣ1,1とＣ2,2は共に二糖額からグルコースへの分解でありその時定数は等しくなると考えられる。化学的消化後の糖質はグルコースであり、図１中のｇ（ｔ）はグルコース量の変化速度を示す関数となる。
【００２５】
ｇ（ｔ）に示すグルコースは、グルコース吸収過程により腸管から血中へと吸収される。吸収の時定数を図２に示すように１／αとした伝達関数の作用により、血中へのグルコースの吸収速度関数ｍ（ｔ）つまりＭ（ｓ）を求めることができる。
【００２６】
要すれば、図１に示すブロック線図に従って、各種の糖質が辿る経路の伝達関数が求まり、その合成によってＭ（ｓ）が求められる。つまり、経口摂取した食物に含有される種々の糖質の割合によって、Ｍ（ｓ）が具体的に求められることになる。勿論、上記における各時定数は、統計や実験などによる数値データに基づいて定めうる。なお、図１のブロック線図に示される伝達関数は、数３〜８を適宜ラプラス変換することで求まる。ところで、時間領域とラプラス変換領域とは、ラプラス変換あるいはラプラス逆変換で関連づけられる。従って、Ｍ（ｓ）や後述の血糖値変化モデルを伝達関数で表現し、ラプラス逆変換によって時間領域に戻す、即ち時間の関数として表現することが可能であることは他言を要しない。
【００２７】
次に、血糖代謝機構のモデル化を行う。
体内では、食物摂取によって取り込まれたグルコースにより上昇した血糖を約１００ｍｇ／ｄｌ程度で安定となるように代謝機能が働く。
【非特許文献６】島 健二編, “血糖値をみる・考える”, pp.8〜11, 南江堂, 東京, 2000
【非特許文献７】足立 香代子著, “検査値に基づいた栄養指導 -生活習慣病への取り組み-”, pp.118〜120, チーム医療, 東京, 1999
【００２８】
代謝に作用する主な臓器は膵臓、肝臓、中枢神経、体を構成する細胞などである。特に重要な血糖の代謝機能は膵臓のランゲルハンス島からのインスリン分泌である。ここでは、食物摂取によるグルコース量の速度関数ｍ（ｔ）に対する血糖値ｖ（ｔ）と血中インスリン濃度ｉ（ｔ）の変化について考慮する。図３および図４に体内での血糖代謝機構のモデル化のための概念図と各パラメータの内容を示す。
【００２９】
血糖の代謝では、細胞へのグルコースの取り込みなどのインスリンに依存するインスリン依存型代謝と、中枢神経などのインスリンに依存しないインスリン非依存型代謝が存在する。インスリンは、各細胞のインスリン受容体と結合することで血糖代謝に寄与するが、その時点でインスリン自身も代謝される。血糖代謝にともなうインスリンの分解速度定数をγ2とし、γ2・ｉ（ｔ）は単位時間内に分解されたインスリン量、つまり細胞でのインスリン分解速度を意味する。逆に、インスリン分解速度γ2・ｉ（ｔ）は、インスリン依存型の血糖代謝速度を示すと考えられ、分解されたインスリン量に対してβ2倍の血糖が代謝されると考察することで、β2γ2・ｉ（ｔ）がインスリン依存型代謝速度となる。また、インスリン非依存型代謝速度をｂ（ｔ）とする。
【００３０】
肝臓は、血糖値を安定に保つように作用し、その効果は特に空腹時に有効である。肝臓は、グルカゴンなどの酵素の作用により肝に蓄えられている糖質をグルコースへと変化し、血中へ分泌し血糖値の上昇を促進する。図３のモデルでは肝臓からのグルコース分泌速度をｈ（ｔ）とする。肝臓からの糖の分泌量は、血中のインスリン濃度の上昇により低下するが、これはグルカゴンの働きをインスリンが抑制するように働くためである。しかし、本モデルではグルカゴンの働きを抑制する過程を、あたかもインスリンがグルコースを糖質へ変化し肝臓へ貯蔵するように働くと考え、見かけのインスリン依存型代謝と呼び、モデルに組み込むこととする。見かけのインスリン依存型代謝も上述した細胞による代謝と同様に考察することができ、肝臓でのインスリン分解速度定数をγ1とし、分解されたインスリン量に対してβ1倍の血糖が肝臓の糖質として貯蔵されると考察することでβ1γ1・ｉ（ｔ）が見かけのインスリン依存型代謝速度となる。
【００３１】
図３および図４をもとに血糖値、インスリン濃度の経時変化の数式モデルを作成し、数９、数１０に示す。数９では、インスリンの分泌速度が血糖値に比例すると仮定する。ただし比例定数をκ1とし、図４に示すようにインスリン分泌速度定数と定義する。また、血糖値の増加率に応じて速やかにインスリンを分泌する機構として、血糖値の時間変化に比例したインスリン分泌機構を導入する。ただし比例定数をκ2とし、図４に示すように微分型インスリン分泌定数と定義する。
【００３２】
インスリンの代謝機構は図３に示す細胞と肝臓でのインスリン依存型の血糖代謝に関係し、細胞および肝臓でのインスリン分解速度定数をそれぞれγ1、γ2とし、つまりインスリン分解速度を（γ1＋γ2）・ｉ（ｔ）として数９に導入する。一方、血糖値の経時変化を示す数１０では、単位体重当たりの食物摂取量と血糖値に良く用いられる単位血液量当たりの糖量の単位系をそろえるためにθのパラメータを導入する。θは単位体重当たりの血液量を示す。よって、数１０の左辺は単位体重当たりに換算した血糖値の速度である。血糖値の速度は図３に示すように、食物摂取による血中へのグルコース吸収速度ｍ（ｔ）に比例する。また、グルコースの分泌ｈ（ｔ）とインスリンによる抑制β1γ1・ｉ（ｔ）の差が、血糖値の速度に与える肝臓の影響となる。インスリン非依存型代謝ｂ（ｔ）と細胞でのインスリン依存型代謝β2γ2・ｉ（ｔ）は血糖値を低下させるように作用する。
【数９】
2005046452.tif 000009
【数１０】
2005046452.tif 000010
【００３３】
＜血糖値変化モデルの簡易化＞
次に、上記血糖値変化モデルについて、その簡易化を行う。数９のインスリン分解速度定数γ1およびγ2は、それぞれ肝臓、細胞でのインスリンの消費を表す定数として導入した。簡易化ではインスリン分解速度定数γ＝γ1＋γ2とし、肝臓と細胞の区別をしない。また数１０でのインスリン依存型代謝に関与する項としての肝臓による見かけの血糖代謝と細胞による血糖代謝の和（β1γ1＋β2γ2）・ｉ（ｔ）を、インスリン依存型グルコース代謝定数βを新たに導入することでβγ・i（ｔ）＝（β1γ1＋β2γ2）・ｉ（ｔ）とする。さらに、肝臓からのグルコースの分泌速度ｈ（ｔ）とインスリン非依存型代謝ｂ（ｔ）が時間に依存せず、ほぼ一定の血糖の分泌ｈ0と消費もｂ0であると仮定する。以上から、数１１、数１２に簡易化した血糖値変化モデルおよび図５に各パラメータの内容をそれぞれ示す。
【数１１】
2005046452.tif 000011
【数１２】
2005046452.tif 000012
【００３４】
数１１および数１２において食物摂取がない時の血糖値およびインスリン濃度の定常値をｖa、ｉaとすると、これらは空腹時の各値であると考えられる。数１３〜１５に定常値ｖa、ｉaと簡易化した血糖値変化モデルの制御パラメータの関係を示す。
【数１３】
2005046452.tif 000013
【数１４】
2005046452.tif 000014
【数１５】
2005046452.tif 000015
【００３５】
数１１〜１５を用いることで血糖値とインスリン濃度の経時変化を伝達関数Ｖ［ｓ］、Ｉ［ｓ］として導き、数１６と数１７に示す。各パラメータの記号と内容および単位を図５に示す。ｖ(0)およびｉ(0)はそれぞれ時刻ｔ＝０での血糖値とインスリン濃度である。仮に、空腹状態から食事を取り始めたとすればｖ(0)＝ｖa、ｉ(0)＝ｉaが成立する。ただし、Ｍ［ｓ］は経口によるグルコースの血中吸収速度ｍ（ｔ）の伝達関数である。
【数１６】
2005046452.tif 000016
【数１７】
2005046452.tif 000017
【００３６】
数１６が食物の経口摂取にともなう血糖値変化の簡易化したモデルであるが、多くのパラメータを含むことが分かる。そこで、一般に報告されている統計的な数値データをもとにパラメータの取りうる範囲を考慮する。一般的な空腹時の血糖値とインスリン濃度はそれぞれｖa＝８０〜１１０［ｍｇ／ｄｌ］、ｉa＝２２〜８７×１０-6［ｍｇ／ｄｌ］（５〜２０μＩＵ／ｍｌ）の範囲である。また、ｈ0は肝臓からのグルコースの分泌量であるが、時間に依存しないと仮定することで空腹時の肝臓からのグルコースの分泌量（およそ１０８〜１３２ｍｇ／ｋｇ／ｈ程度）と推測することができる。一方、ｂ0はインスリン非依存型代謝であり、もっともグルコースの消費の激しい中枢神経の消費と考えることができ、およそ６０〜７２ｍｇ／Ｋｇ／ｈ程度として考えることができる。
【非特許文献８】Dinneen S, Gerich J, Rizza R., "Carbohydrate metabolism in non-insulin-dependent diabetes mellitus." N. Eng. J. Med. 327, pp.707-713, 1992
【非特許文献９】医学書院, “糖尿臨床検査の最先端”, medicina, Vol.33, No.2, 2000
【００３７】
これらの一般的な数値を数１３〜１５に代入することで血糖値変化モデルの制御パラメータβ、γ、κ1は数１８に示すようにある範囲で束縛されることがわかる。
【数１８】
2005046452.tif 000018
【実施例】
【００３８】
図６に５００ｍｇ／ｋｇの二糖類負荷（砂糖３０ｇ、水１００ｃｃ）と１８７５ｍｇ／ｋｇの多糖類負荷（精白米１５０ｇ）をそれぞれ被験者に与えたときの、血糖値の経時変化の一例と血糖値変化モデルによる計算結果をそれぞれ示す。ただし血糖値測定では酵素電極法を用いた。図５に血糖値変化モデルの制御パラメータの推定値を示す。ただし、図５では数１８に示した束縛条件満たす。図６で空腹時の血糖値は約９０ｍｇ／ｄｌである。この数値は図５に示した血糖値変化モデルのｖaおよびｖ(0)として用いた。
【００３９】
二糖類負荷の場合、血糖値は急激に上昇し１５分程度で約１２０ｍｇ／ｄｌとなり、以後速やかに減少する。一時間以上では二糖類負荷による血糖値への影響は観測されない。二糖類負荷における血糖値の急激な減少と、空腹時と同じ値の血糖値に速やかに安定する傾向は、体内での血糖代謝機構の応答性を考察するために重要である。
【００４０】
一方、多糖類負荷では血糖値の上昇傾向が二糖類負荷の時に比較して緩やかであることが分かる。多糖類負荷においての血糖値の最大値は約４５分程度で１２０ｍｇ／ｄｌ程度と実測された。また、多糖類負荷では血糖値の緩やかな減少が観測され、２．５時間程度で空腹時の血糖値とほぼ等しくなることがわかる。図６に示した実線および点線は血糖値変化モデルによる多糖類負荷、二糖類負荷での血糖値変化の計算結果である。血糖値変化モデルでは制御パラメータに任意性と推定が含まれているが、図６に示すように経口による各糖負荷に対する血糖値の経時変化を良くトレースできる結果を導き出せることが明らかとなった。
【００４１】
図７に２８１３ｍｇ／ｋｇの多糖類負荷を与えた場合の血糖値の時間変化を示す。被験者Ｂではほぼ正常な血糖代謝が行われていると考えられ、血糖値変化モデルの計算結果（点線）により血糖値の時間変化を良くトレースできることが分かる。ただし、血糖値変化モデルの制御パラメータは図５とほぼ同じ値である。一方、食事療法が必要と診断された被験者Ａでは、血酪値の急激な上昇が見られる。図７の実線は血糖値変化モデルによる計算結果であるが、血糖値時間変化を良くトレースできることが分かる。ただし、制御パラメータのうちインスリン分泌速度に関与するκ1とκ2を図５の値の約４０％としている。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、軽度の糖尿病患者および糖尿病予備群にとって最も重要な、経口による食物摂取に対する血糖値の変化を予測する方法であるので、軽度の糖尿病患者および糖尿病予備群に対する医療に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】食物消化モデルのブロック線図
【図２】食物消化モデルのパラメータ一覧表
【図３】体内での血糖代謝機構のモデル化
【図４】血糖代謝モデルのパラメータ一覧表
【図５】簡略化した血糖値変化モデルと食物消化モデルにおける各パラメータの記号と数値の一覧表
【図６】血糖値の時間依存性の実測値と血糖値変化モデルによる計算結果との比較（１）
【図７】血糖値の時間依存性の実測値と血糖値変化モデルによる計算結果との比較（２）
【図１】
2005046452.tif 000020
【図２】
2005046452.tif 000021
【図３】
2005046452.tif 000022
【図４】
2005046452.tif 000023
【図５】
2005046452.tif 000024
【図６】
2005046452.tif 000025
【図７】
2005046452.tif 000026